煤礦輔助運輸安全性與可靠性技術研究

山東新礦集團安監局 山東新礦集團協莊煤礦 山東新泰 271221

1 概述

山東新礦集團協莊煤礦是一個開采近50年的老礦井，礦井水平多、條件復雜，井下運輸系統戰線長、崗位多、分布廣，運輸環節、運輸隱患多，各類運輸設備陳舊落后，礦井采掘輔助運輸多沿襲以往的舊模式，運輸效率低、成本高，與集團公司開展的運輸安全高效的目標不統一。

2 問題提出

在我國傳統礦井生產中，井下原煤及矸石運輸多采用架線電機車牽引底卸式礦車過卸載坑或牽引1T礦車進入翻籠完成原煤及矸石的運輸，跨水平運輸必須通過斜巷或立井運輸；在斜井及采區軌道提升運輸系統中，主要采用采區軌道提升機+地軌+1噸礦車，順槽平巷、回采工作面及掘進迎頭多使用對拉絞車+地軌運輸方式，而斜巷擋車設施多為手動操作，無法對斜巷有效防護；采區輔助運輸方式多采用小絞車運輸，需投入多部絞車，尤其是復雜條件下運輸更是投入大量小絞車，運輸環節多，占用人員多，職工勞動強度大，運輸效率較低，直接影響掘進材料及采面安裝過程中設備、支架的運送速度。以上礦井傳統的輔助運輸方式已經制約了礦井的進一步發展。

3 方案確定

根據協莊煤礦運輸系統現狀，實施煤礦輔助運輸安全性與可靠性技術研究，輔助運輸方面單軌吊機車應用、原煤運輸系統優化、掘進輔助運輸后配套工藝研究以及斜井分時停運研究與實施、斜巷綜合保護裝置研究應用，解決制約綜采、綜掘輔助運輸的難題，減少運輸中間環節，增加安全運行的可靠性，在保證安全高效運輸的同時，不僅促進礦井安全健康發展，而且實現節能降耗、減人提效的目標。

4 主要研究內容及技術創新點

4.1采區輔助運輸系統改造：

使用柴油單軌吊作為采區主要輔助運輸設備，單軌吊具有運輸效率高，占用人員少的優點，不僅在掘進期間可以為掘進迎頭運送物料及人員，而且當掘進工作面結束工作后，可以直接服務于綜采工作面的輔助材料運輸，避免了二次鋪設軌道的工作，杜絕在工作面的軌道鋪設及安裝過程中，人員混亂、物料仍需人工肩扛人抬的運輸，實現單軌吊機械化運輸，避免傳統運輸方式中對絞車軌道等設備設施的大量檢查和維護工作；而在單軌吊機車應用后，配套機車使用集裝箱礦車在采區實施物料集中配送，完成掘進迎頭及回采工作面物料的運輸，減少運輸環節、單軌吊運行時間及崗位人員設置。

4.2大巷輔助運輸系統改造：

大巷原煤運輸系統改造，開拓集中運輸巷，取消架線電機車與底卸式礦車運輸方式，消除架線觸電事故隱患及雜散電流危害，提高原煤、矸石運輸效率。

4.3斜井、采區軌道上下山運輸系統改造：

斜井、采區軌道跑車防護裝置采用航空吸能器緩沖攔截，通過位置傳感器獲取與絞車同步運行的控制信號，使擋車欄處于“常閉式”防護狀態，對發生跑車事故車輛利用柔性緩沖器進行有效攔截，同時跑車防護裝置應用雙PLC控制系統，在一套出現故障的情況下，另一套仍能可靠動作，傳感器亦實現雙套互為冗余，提高設備安全性及可靠性。

4.4技術創新點。

4.4.1采區輔助運輸系統改造方面：使用柴油單軌吊運輸占用人員少，效率高，不僅在掘進期間可以為掘進迎頭運送物料及人員，而且當掘進工作面結束工作后，可以直接服務于綜采工作面的輔助材料運輸，避免了二次鋪設軌道的工作，杜絕在工作面的軌道鋪設及安裝過程中，人員混亂、物料仍需人工肩扛人抬的運輸，實現單軌吊機械化運輸；采區單軌吊運輸有利于巷道維護和巷道中的各種作業，設備安裝十分簡單，吊軌系統維護量很小，完全能夠滿足采區順槽運輸的需要。一個采區裝備1部單軌吊，即可解決整個采區的綜采支架和設備等輔助運輸問題；采區物料集中配送模式，實現采掘物料的統一計劃、統一審批、統一裝運，減少運輸環節、單軌吊運行時間及崗位人員設置。

4.4.2大巷輔助運輸系統改造方面：大巷原煤運輸系統改造，開拓集中運輸巷，取消架線電機車與底卸式礦車運輸方式，提高原煤運輸效率；大巷信集閉系統改造，利用一根泄漏通訊電纜分多水平傳輸通訊信號，地面調度員可利用該系統與多水平電機車司機通訊。

4.4.3斜井、采區軌道上下山運輸系統改造：斜井、采區軌道跑車防護裝置采用航空吸能器緩沖攔截，通過位置傳感器獲取與絞車同步運行的控制信號，使擋車欄處于“常閉式”防護狀態，對發生跑車事故車輛利用柔性緩沖器進行有效攔截，同時跑車防護裝置應用雙PLC控制系統，在一套出現故障的情況下，另一套仍能可靠動作，傳感器亦實現雙套互為冗余，提高設備安全性及可靠性。

5 取得效益

5.1經濟效益：礦井輔助運輸系統改造，減少軌道和道岔投入、礦建工作量、軌道線路維護費用、人力資源占用費用以及掘進進尺提高，減少各類小絞車、電瓶車等設備租賃、維護電耗費用以及崗位工占用等各類費用共計2000萬元。

5.2社會效益：

礦井輔助運輸系統改造，在保證礦井提升運輸安全運行的同時，有效緩解運輸壓力，提高運輸效率，減少運輸環節，節約大量人力資源，

6 推廣應用前景

重點解決老礦井輔助運輸系統存在的各類問題，實現礦井輔助運輸系統的優化改造升級，提高運輸裝備水平，減少運輸生產環節、時間和人員，提高運輸效率和運輸安全；通過采區及大巷運輸系統改造，實現機車不運煤，斜井不提矸，軌道少提升，運料更簡捷的狀況，斜巷綜合保護裝置研究應用，實現斜巷的常閉式防護。而以上舉措的順利實施，使礦井運輸任務逐步減少，運輸量逐步降低，人員逐步減少，運輸效率逐步提高，運輸安全性進一步得到增強，為礦井運輸生產開創新的局面，提高井下運輸管理水平，推動礦山運輸技術裝備升級改造，對保障礦井運輸安全、高效生產起到了很好的支持作用。